안전중시 시스템 설계에서 안전과 성능을 동시에 고려한 설계대안 들의 평가 및 검증 - 정호전 (The Graduate School, Ajou University, 2019)
시스템 안전의 확보에 대한 중요성이 증가함에 따라 시스템 설계시 안전 요건의 반영을 위한 활동이 중요하게 되어서 자연스럽게 시스템설계 프로세스와 시스템안전 프로세스 통합에 관한 필요성이 증대되었다. 그러나 기존의 설계와 안전의 통합은 전체 절차가 아닌 특정 활동에서의 통합이 이뤄진 수준이었다. 또한 안전분석을 수행하여 안전조치를 도출할 때 오로지 안전만을 고려하고 있다. 이로 인해 안전조치가 설계에 반영되었을 때 안전은 확보되었지만 성능의 저하를 일으켜 추가적인 개선이 발생하는 사례가 있다. 이를 개선하기 위해 시스템의 설계와 안전분석이 통합되어 수행될 때 안전과 성능을 모두 고려한 설계결정이 이뤄질 필요성이 있다. 앞에서 제기한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 먼저 시스템 설계와 안전의 체계적인 통합 절차의 도출을 목표로 한다. 그리고 통합프로세스 절차에 따라 설계와 안전에 관한 요소가 반영된 설계대안의 평가 방법의 제안을 목표로 한다. 이를 달성하기 위해 설계와 안전의 통합 프로세스와 안전검증 절차를 추가한 프로세스를 도출하였다. 그리고 SysML (Systems Modeling Language) 기반 모델링 기법을 활용하여 시스템 모델에 안전분석결과를 반영한 설계대안 모델 도출방법을 제안하였다. 이를 기능과 구성품 수준에서의 두 단계에 걸친 시뮬레이션을 통해 안전과 성능에 대한 평가방법을 제안하였다. 연구 결과를 평가하기 위하여 대표적인 안전중시 시스템인 차상중심 철도신호시스템의 안전설계에 적용하는 사례 연구를 수행하였다. 기존의 안전만을 고려하여 수행된 안전설계 결과와 본 논문에서의 방법을 적용한 안전설계 결과를 비교하였다. 그 결과 기존의 안전설계는 성능지표인 운전시격을 충족하지 못한 설계가 이뤄졌지만 제안한 방법에 따른 결과는 안전과 성능목표 모두를 충족하는 설계 결정이 이뤄졌다. 위와 같이 본 연구를 통해 시스템 설계, 안전분석, 안전검증의 통합절차를 도출하였다. 그리고 안전과 성능이 모두 고려된 설계대안의 평가방법을 도출하였다. 이를 통해 안전조치의 반영에 따른 성능저하를 피해 안전과 성능을 모두 충족하는 설계를 수행할 수 있다.
학위논문(박사)--아주대학교 일반대학원 :시스템공학과,2019. 2